مواد و روش ها برای تولید فلزات. انواع آلیاژهای. تهیه فلزات قلیایی

انسان مدرن در زندگی روزمره خود را با انواع فلزات احاطه شده است. بیشتر مواردی که استفاده می کنیم، این مواد شیمیایی وجود دارند. این همه اتفاق افتاده، چرا که مردم به روش های مختلف برای تولید فلز پیدا کرده اند.

یک فلز است

این مواد با ارزش برای مردم درگیر در شیمی معدنی. اخذ فلزات اجازه می دهد تا یک فرد برای ایجاد یک روش کامل تر، بهبود می بخشد زندگی ما است. چه آنها نشان می دهد؟ قبل از اینکه ما روش های معمول تولید فلزات در نظر بگیریم، به درک آنچه آنها لازم است. فلزات یک گروه از عناصر شیمیایی در قالب مواد ساده داشتن خواص مشخصه:

• حرارتی و رسانایی الکتریکی؛

• انعطاف پذیری بالا.

• درخشش.

یک مرد به راحتی می توانید آنها را از دیگر مواد تمایز قائل شود. از ویژگی های مشخصه از تمامی فلزات حضور یک درخشش خاصی است. او از انعکاس اشعه نور در حال سقوط بر روی سطح آنها را از دست می آید. براق - اموال مشترک از تمام فلزات است، اما آن را به وضوح در نقره ای آشکار می شود.

امروز، دانشمندان کشف کردند 96 از این عناصر شیمیایی، البته نه همه آنها توسط علم رسمی شناخته شده است. آنها را به دو گروه بسته به خواص مشخصه ذاتی خود تقسیم شده است. بنابراین فلزات به شرح زیر است:

• قلیایی - 6؛

• قلیایی - 6؛

• انتقال - 38؛

• سبک وزن - 11؛

• semimetals - 7؛

• لانتانیدها - 14؛

• اکتینیدها - 14.

فلزات به دست آوردن

به منظور ساخت آلیاژ ابتدا باید فلز از سنگ معدن طبیعی دریافت خواهید کرد. عناصر بومی - این مواد هستند که در طبیعت در حالت آزاد یافت می شود. این خدمات عبارتند از پلاتین، طلا، قلع و جیوه. آنها از ناخالصی مکانیکی یا با مواد شیمیایی جدا شده است.

فلزات باقی مانده از درمان با ترکیبات استخراج شده است. آنها در مواد معدنی مختلف یافت می شود. سنگ - این مواد معدنی و سنگ ها، که شامل ترکیبات فلزی به صورت اکسیدها، کربناتها، یا سولفید. برای تولید آنها با استفاده از درمان های شیمیایی.

مواد و روش ها برای به دست آوردن فلزات:

• بازیابی از دی اکسید کربن؛

• قلع از سنگ قلع دریافت؛

• تولید آهن از سنگ آهن ؛

• سوزاندن ترکیبات گوگرد در کوره های خاص.

به منظور تسهیل در به دست آوردن فلزات از سنگ معدن به آنها اضافه شده مواد مختلف به نام روغن. آنها کمک به حذف ناخالصی های ناخواسته مانند خاک رس، سنگ آهک، شن و ماسه. به عنوان یک نتیجه از این فرایند ترکیبات ذوب تولید به نام سرباره.

در حضور مقدار قابل توجهی از ناخالصی قبل از ذوب سنگ معدن فلزی غنی از حذف از بخش بزرگی از اجزای غیر ضروری. روش به طور گسترده استفاده می شود برای این درمان - شناور، مغناطیسی و روش گرانشی است.

فلزات قلیایی

توده دریافت فلز قلیایی - یک فرایند پیچیده. این به خاطر این واقعیت است که آنها را در طبیعت تنها به صورت ترکیبات شیمیایی است. از آنجا که آنها عوامل کاهش، آماده سازی خود را همراه با هزینه های انرژی بالا است. چندین راه برای به دست آوردن فلزات قلیایی وجود دارد:

• لی را می توان از اکسید آن در vacuo آماده و یا مذاب الکترولیز کلرید تشکیل شده در طول پردازش اسپادومین.

• سدیم استخراج شده توسط مثل آتش با خاکستر ذغال سنگ در بوته مهر و موم شده و یا الکترولیز کلرید از مذاب با علاوه بر این از کلسیم است. روش اول بیشتر وقت گیر است.

• پتاسیم به دست آمده الکترولیز مذاب یا نمکهای آن، بخار سدیم کلرید عبور از آن است. همچنین این است که توسط یک واکنش هیدروکسید پتاسیم مذاب و سدیم مایع در دمای 440 درجه سانتی گراد تشکیل

• سزیم و روبیدیوم استخراج با بازگرداندن کلرید کلسیم خود را در 700-800 درجه سانتی گراد یا زیرکونیوم در 650 درجه سانتی گراد آماده سازی فلز قلیایی در این راه بسیار انرژی بر و پر هزینه است.

تفاوت بین فلزات و آلیاژهای

در اصل، مرز روشنی بین فلزات و آلیاژهای آنها عملا غیر موجود، چرا که حتی ناب ترین، ترکیبات ساده هستند کسری از ناخالصی. پس چه تفاوت بین آنها نیست. تقریبا تمام فلزات مورد استفاده در صنعت و در دیگر شاخه های اقتصاد، در قالب آلیاژهای به دست آمده با اضافه کردن هدفمند اصلی عنصر شیمیایی دیگر اجزای استفاده می شود.

آلیاژهای

فناوری نیاز به یک انواع مواد فلزی. در این مورد، عناصر شیمیایی پاک عملا استفاده نمی شود چرا که آنها خواص لازم برای مردم ندارد. برای نیازهای خود ما روش های مختلف برای تولید آلیاژهای اختراع کرده اند. این مدت به یک ماده ماکروسکوپی همگن، که متشکل از دو یا چند عنصر شیمیایی اشاره دارد. در جایی که قطعات فلزی غالب در آلیاژ می باشد. این ماده دارای ساختار خود را دارد. در آلیاژهای متمایز اجزای زیر است:

• پایه و اساس، متشکل از یک یا چند فلز؛

• مقادیر اندکی اصلاح و عناصر آلیاژی؛

• ناخالصی احیا (فرآیند، طبیعی، تصادفی).

که آلیاژهای فلزی هستند که مواد ساختاری اصلی. در فن آوری، بیش از 5000 وجود دارد.

انواع آلیاژهای

با وجود این تنوع از آلیاژهای، بسیاری از افراد ارزش بازی برای کسانی که در آهن و آلومینیوم است. آنها هستند که اغلب در زندگی روزمره پیدا شده است. انواع آلیاژهای متفاوت است. علاوه بر این، آنها توجه به معیارهای مختلف تقسیم شده است. از آنجا که روش های مختلفی برای تولید آلیاژهای وجود دارد. با توجه به این معیار، آنها را به تقسیم می شوند:

• آلیاژ، که توسط تبلور اجزای مذاب مخلوط به دست آمده.

• پودر، با استفاده از فشرده سازی از مخلوطی از پودر و پخت پس از آن در دمای بالا. و اغلب اجزا چنین آلیاژهای نه تنها عناصر شیمیایی ساده است، اما ترکیبات مختلف خود را از قبیل کاربیدهای تیتانیوم یا آلیاژهای تنگستن در جامد. اضافه کردن آنها را در مقادیر مختلف را تغییر دهید خواص فلزی مواد.

مواد و روش ها برای تهیه آلیاژهای در قالب یک مقاله پایان رسید و یا قطعه کار به جدا:

• ریخته گری (صلم، چدن)؛

• تغییر شکل (فولاد)؛

• پودر (تنگستن) تیتانیوم.

انواع آلیاژهای

مواد و روش ها برای تولید فلزات مختلف، و در نتیجه تولید با توجه به آنها مواد دارای خواص متفاوت هستند. در آلیاژهای حالت جامد عبارتند از:

• همگن (یکنواخت)، متشکل از بلورهای از همان نوع. آنها اغلب به عنوان تک فاز نامیده می شود.

• ناهمگن (هتروژن)، به عنوان چند مرحله اشاره شده است. هنگامی که آنها در پایه آلیاژ دریافت می شوند به عنوان یک محلول جامد (فاز ماتریس) گرفته شده است. ترکیب مواد ناهمگن از این نوع بستگی به ترکیب عناصر شیمیایی آن است. محلول جامد بینابینی و substitutional، ترکیبات شیمیایی (کاربیدها، ترکیبات بین، نیتریدها)، بلورهای مواد ساده: آلیاژهای ممکن است اجزای زیر باشد.

خواص آلیاژ

صرف نظر از آنچه روش تولید فلزات و آلیاژهای استفاده می شود، خواص خود را به طور کامل توسط ساختار بلوری فازها و ریزساختار از این مواد تعیین می شود. هر کدام از آنها متفاوت است. خواص ماکروسکوپی از آلیاژهای بر ریز ساختار آنها بستگی دارد. آنها در هر صورت متمایز با ویژگی های فاز خود را وابسته صرفا به ساختار کریستالی از مواد هستند. همگن ماکروسکوپی ناهمگن آلیاژهای (چند) به دست آمده توسط توزیع یکنواخت فاز در زمینه فلزی.

خواص مهم ترین آلیاژ است جوش پذیری در نظر گرفته. در غیر این صورت، آنها فلزات یکسان هستند. بنابراین، آلیاژها دارای هدایت الکتریکی و حرارتی، شکل پذیری و بازتاب (براق).

آلیاژهای انواع

روش های مختلف برای تولید آلیاژهای اجازه داده اند یک فرد را به تدبیر تعداد زیادی از مواد فلزی با خواص و ویژگی های مختلف. با توجه به هدف آنها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

• سازه (فولاد، duralumin، آهن). این گروه شامل، آلیاژها با خواص ویژه ای است. به طوری که آنها خواص ذاتا ایمن یا ضد سایش متفاوت است. این خدمات عبارتند از برنج و برنز.

• برای پر کردن یاطاقان (بابیت).

• برای گرمایش الکتریکی و اندازه گیری (نشرم، manganin).

• برای تولید ابزار برش (پیروزی).

در تولید از مردم استفاده از انواع دیگر از مواد فلزی مانند نقطه ذوب پایین، مقاوم در برابر حرارت، مقاوم در برابر خوردگی و آلیاژهای آمورف. همچنین آهن ربا و ترموالکتریک (سلنید teluridy و بیسموت، سرب، آنتیموان و دیگران) استفاده می شود به طور گسترده ای.

الیاژ اهن دار

تقریبا همه با آهن مذاب در جهان است به تولید ساده و کارگردانی فولادهای آلیاژی. همچنین در تولید آهن خام استفاده می شود. آلیاژهای آهن محبوبیت خود را به خاطر این واقعیت است که دارای خواص مفید برای انسان به دست آورد. آنها با اضافه کردن به عنصر شیمیایی ساده از اجزای مختلف به دست آمد. بنابراین، با وجود این واقعیت است که آلیاژهای مختلف آهن بر اساس یک جوهر واحد تولید، فولاد و چدن دارای خواص مختلف. با توجه به این که در حوزه های مختلف از نرم افزار می باشد. اکثر فولادهای سخت تر از آهن است. روش های مختلف برای آماده سازی این فلزات اجازه می دهد برای به دست آوردن مقاطع مختلف (درجه) از این آلیاژها آهن است.

خواص بهبود یافته از آلیاژهای

از طریق آلیاژی فلزات و برخی از عناصر دیگر را می توانید مواد با ویژگی های بهبود یافته به دست آورد. به عنوان مثال، استحکام تسلیم آلومینیوم خالص 35 مگاپاسکال است. در تهیه آلیاژ فلزی با مس (1.6٪)، روی (5.6٪)، منیزیم (2.5٪) شاخص بیش از 500 مگاپاسکال است.

با توجه به نسبت های مختلف ترکیب از مواد شیمیایی مختلف را می توان مواد فلزی با خواص مغناطیسی، حرارتی یا الکتریکی بهبود دست آمده است. نقش اصلی در این فرایند ساختار آلیاژ به نمایندگی توزیع کریستال و نوع پیوند بین اتم است.

فولاد و چدن

این آلیاژها با تولید ترکیبات آهن و کربن (2٪). در تولید مواد آلیاژ اضافه شده به آنها نیکل، کروم، وانادیم. همه از انواع معمول از فولاد تقسیم شده است:

• کم کربن (0.25٪ کربن) مورد استفاده برای ساخت سازه های مختلف؛

• کربن بالا (بیش از 0.55٪) برای تولید از ابزارهای برش در نظر گرفته شده.

مارک های مختلف فولادهای آلیاژی در مهندسی مکانیک، و سایر محصولات استفاده می شود.

آلیاژی از آهن را با کربن است، که درصد 2/4 درصد چدن نامیده می شود. ترکیب این مواد شامل سیلیکون است. از محصولات مختلف چدن داشتن خواص مکانیکی خوب.

فلزات آهنی

علاوه بر آهن و دیگر عناصر مورد استفاده برای ایجاد انواع مواد فلزی است. به عنوان یک نتیجه از ترکیبات آنها آلیاژهای غیر آهنی هستند. در زندگی، مردم بزرگترین مواد برنامه بر اساس بر داشت:

• مس، برنج به نام. آنها حاوی 5-45٪ روی است. اگر محتوای 5/20٪ است، برنج به نام قرمز، و اگر 20-36٪ - زرد است. آلیاژهای مس با سیلیکون، قلع، بریلیوم، آلومینیوم وجود دارد. آنها به نام برنز هستند. انواع مختلفی از این آلیاژ وجود دارد.

• سرب به نمایندگی از لحیم کاری معمولی (tretnik). در این آلیاژ، به 1 بخشی از مواد شیمیایی pripadaet 2 قطعات قلع. در تولید یاطاقان بابیت استفاده شود که آلیاژی از سرب، قلع، آرسنیک و آنتیموان است.

• آلومینیوم، تیتانیوم، منیزیم و بریلیم، که آلیاژهای غیر آهنی بسیار سبک وزن و داشتن استحکام بالا و خواص مکانیکی عالی هستند.

مواد و روش ها برای آماده سازی

روش اصلی به دست آوردن فلزات و آلیاژهای آنها:

• ریخته گری که در آن انجماد یک مخلوط همگن از اجزای مختلف مذاب است. برای آلیاژهای با استفاده از روش pyrometallurgical برای به دست آوردن و فلزات electrometallurgical. اولین تجسم استفاده می شود برای گرم کردن انرژی حرارتی خام و در نتیجه در طول فرآیند احتراق. در کوره های باز کوره و آهن در کوره های انفجار به دست آمده توسط فولاد pyrometallurgical. هنگامی که مواد خام روند electrometallurgical در قوس یا القایی کوره های الکتریکی گرم می شود. در این مورد، rasslavlyaetsya مواد اولیه بسیار به سرعت.

• پودر شده، در آن پودر از اجزای آن مورد استفاده برای تولید آلیاژ. با توجه به فشار دادن آنها به یک شکل خاص، و سپس در کوره های خاص سینتر می شوند.